差動(dòng)式挑流坎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其是一種差動(dòng)式挑流坎。
【背景技術(shù)】
[0002]在水利水電工程重力壩建設(shè)中，重力壩溢流壩段消能工的正常運(yùn)行及下游的消能防沖是事關(guān)乎大壩安全的重要問題。差動(dòng)式挑流坎是壩工中常見的挑流坎體型之一，差動(dòng)坎的齒可以使矩形、梯形或余弦形。水流射流至挑流坎時(shí)上下分散，在空中經(jīng)過充分的擴(kuò)散作用后，可減輕下游的局部沖刷?，F(xiàn)有的差動(dòng)式挑流坎的優(yōu)點(diǎn)在于消能效率高，消能效果好，但在高速水流下易發(fā)生強(qiáng)烈的空蝕現(xiàn)象，齒的棱線和側(cè)面易受到高速擾流的空蝕破壞，如柘溪工程中的差動(dòng)式挑流坎發(fā)生了嚴(yán)重的氣蝕問題，且未見有妥善的減免措施。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進(jìn)的差動(dòng)式挑流坎。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種差動(dòng)式挑流坎，用于減少壩體下游的水流沖刷，其包括設(shè)置在所述壩體下游的弧形挑流坎，以及設(shè)置在所述弧形挑流坎上、用于將壩體下游的水流分別向壩體左右兩側(cè)及豎向擴(kuò)散的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒。
[0005]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，所述若干個(gè)圓弧曲面挑流齒沿所述弧形挑流坎的寬度方向等距排列。
[0006]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒的迎水面上坡度為連續(xù)的。
[0007]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒的挑角大于所述弧形挑流坎的挑角。
[0008]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒與所述弧形挑流坎之間的挑角差為5°?10°。
[0009]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒的挑角為20°?30°。
[0010]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，所述弧形挑流坎的底邊長度占所述壩體下游總長度的1/6?1/3。
[0011]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，所述弧形挑流坎的體型參數(shù)通過物理模型試驗(yàn)來確定。
[0012]本實(shí)用新型的差動(dòng)式挑流坎中，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒的體型參數(shù)通過物理模型試驗(yàn)來確定。
[0013]實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，至少具有以下的有益效果:該差動(dòng)式挑流坎在弧形挑流坎上設(shè)置若干個(gè)圓弧曲面挑流齒，若干個(gè)圓弧曲面挑流齒使得流經(jīng)的水流中的一部分水流與兩側(cè)水流互相沖撞，提高了壩體的效能率。該若干個(gè)圓弧曲面挑流齒還使得流經(jīng)的水流中的另一部分水流順?biāo)鞣较虬l(fā)生豎向擴(kuò)散，增加了能量耗散，降低了水舌入水單位面積能量，減輕對(duì)壩址下游的局部沖刷。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0015]圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的差動(dòng)式挑流坎的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中，1、弧形挑流坎；2、圓弧曲面挑流齒。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0018]圖1示出了本實(shí)用新型中的一種差動(dòng)式挑流坎，該差動(dòng)式挑流坎可減少壩體下游的水流沖刷。該差動(dòng)式挑流坎適用于常見的各種水利水電工程重力壩，尤其適用于溢流壩段消能工的建設(shè)及下游的消能防沖。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的差動(dòng)式挑流坎的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該差動(dòng)式挑流坎包括設(shè)置在壩體下游的弧形挑流坎1和設(shè)置在該弧形挑流坎1上的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2。若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2可將壩體下游的水流分別向壩體左右兩側(cè)及豎向擴(kuò)散。參閱圖1，每個(gè)該圓弧曲面挑流齒2的挑角大于該弧形挑流坎1的挑角。一般情況下，每個(gè)該圓弧曲面挑流齒2與該弧形挑流坎1之間的挑角差為5°?10°。
[0020]該差動(dòng)式挑流坎是在普通弧形挑流坎1的基礎(chǔ)上，加入若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2。當(dāng)然，一般情況下，該若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2沿該弧形挑流坎1的寬度方向等距排列。但不排除若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2的排列方式有一定程度的改變，依然可將壩體下游的中部水流分別向壩體左右兩側(cè)及豎向擴(kuò)散，則這樣排列的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0021]該差動(dòng)式挑流坎的消能原理如下:溢流壩面的水流流經(jīng)沿該弧形挑流坎1的寬度方向等距排列的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2時(shí)，流經(jīng)若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2的水流分別向左右兩側(cè)擴(kuò)散，一部分水流經(jīng)過擴(kuò)散后與兩旁槽面水舌發(fā)生碰撞、合流并拋落至下游。另一部分水流經(jīng)過若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2側(cè)向擴(kuò)散后，在空中向順?biāo)鞣较虬l(fā)生豎向擴(kuò)散，水流豎向擴(kuò)散后跌落到下游。且壩面兩側(cè)水流和中部水流會(huì)發(fā)送碰撞，并合流跌落至下游。因此，流經(jīng)若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2的一部分水流與兩側(cè)水流發(fā)生碰撞，同時(shí)另一部分水流順?biāo)鞣较虬l(fā)生豎向擴(kuò)散，減輕了下游局部沖刷，降低了對(duì)壩址下游基巖的強(qiáng)度要求。
[0022]綜上，該差動(dòng)式挑流坎在弧形挑流坎1上設(shè)置若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2，若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2使得流經(jīng)的水流中的一部分水流與兩側(cè)水流互相沖撞，提高了壩體的效能率。該若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2還使得流經(jīng)的水流中的另一部分水流順?biāo)鞣较虬l(fā)生豎向擴(kuò)散，增加了能量耗散，降低了水舌入水單位面積能量，減輕對(duì)壩址下游的局部沖刷。
[0023]需要說明的是，根據(jù)上述的差動(dòng)式挑流坎的消能原理，弧形挑流坎1和若干個(gè)圓弧曲面挑流齒2均進(jìn)行了良好的體型設(shè)計(jì)，一般情況下，該弧形挑流坎1的體型參數(shù)可通過物理模型試驗(yàn)來確定，該圓弧曲面挑流墩的體型參數(shù)可通過物理模型試驗(yàn)來確定。
[0024]另外，在一些實(shí)施例中，每個(gè)該圓弧曲面挑流齒2的迎水面上坡度可為連續(xù)的。每個(gè)該圓弧曲面挑流齒2的挑角可為20°?30°。該弧形挑流坎1的底邊長度可占該壩體下游總長度的1/6?1/3。
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改、組合和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種差動(dòng)式挑流坎，用于減少壩體下游的水流沖刷，其特征在于，包括設(shè)置在所述壩體下游的弧形挑流坎(1)，以及設(shè)置在所述弧形挑流坎(1)上、用于將壩體下游的水流分別向壩體左右兩側(cè)及豎向擴(kuò)散的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，所述若干個(gè)圓弧曲面挑流齒(2)沿所述弧形挑流坎(1)的寬度方向等距排列。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒(2)的迎水面上坡度為連續(xù)的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒(2)的挑角大于所述弧形挑流坎(1)的挑角。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒(2)與所述弧形挑流坎(1)之間的挑角差為5°?10°。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒(2)的挑角為20°?30。。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，所述弧形挑流坎(1)的底邊長度占所述壩體下游總長度的1/6?1/3。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，所述弧形挑流坎(1)的體型參數(shù)通過物理模型試驗(yàn)來確定。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的差動(dòng)式挑流坎，其特征在于，每個(gè)所述圓弧曲面挑流齒(2)的體型參數(shù)通過物理模型試驗(yàn)來確定。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種差動(dòng)式挑流坎，用于減少壩體下游的水流沖刷，其包括設(shè)置在所述壩體下游的弧形挑流坎，以及設(shè)置在所述弧形挑流坎上、用于將壩體下游的水流分別向壩體左右兩側(cè)及豎向擴(kuò)散的若干個(gè)圓弧曲面挑流齒。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，若干個(gè)圓弧曲面挑流齒使得流經(jīng)的水流中的一部分水流與兩側(cè)水流互相沖撞，提高了壩體的效能率。該若干個(gè)圓弧曲面挑流齒還使得流經(jīng)的水流中的另一部分水流順?biāo)鞣较虬l(fā)生豎向擴(kuò)散，增加了能量耗散，降低了水舌入水單位面積能量，減輕對(duì)壩址下游的局部沖刷。
【IPC分類】E02B8/06
【公開號(hào)】CN205077460
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520696714
【發(fā)明人】王斌, 何貞俊, 蘇波, 穆守勝, 呂文斌, 潘文慰, 王建平, 瞿泓
【申請(qǐng)人】珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日